TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE LIBEREC 009 GABRIELA MUŽÁKOVÁ

2 TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ Studijní program: B3107 Textil Studijní obor: 3107R007 Textilní marketing KONOPNÁ VLÁKNA HEMP FIBERS Gabriela Mužáková KHT-673 Vedoucí bakalářské práce: Ing. Vladimír Kovačič Rozsah práce: Počet stran textu Počet obrázků... 8 Počet tabulek... 8 Počet grafů... 1 Počet stran příloh.. 11

3 Zadání bakalářské práce (vložit originál)

4 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že předložená diplomová (bakalářská) práce je původní a zpracoval/a jsem ji samostatně. Prohlašuji, že citace použitých pramenů je úplná, že jsem v práci neporušil/a autorská práva (ve smyslu zákona č. 11/000 Sb. O právu autorském a o právech souvisejících s právem autorským). Souhlasím s umístěním diplomové (bakalářské) práce v Univerzitní knihovně TUL. Byl/a jsem seznámen/a s tím, že na mou diplomovou (bakalářskou) práci se plně vztahuje zákon č.11/000 Sb. o právu autorském, zejména 60 (školní dílo). Beru na vědomí, že TUL má právo na uzavření licenční smlouvy o užití mé diplomové (bakalářské) práce a prohlašuji, že s o u h l a s í m s případným užitím mé diplomové (bakalářské) práce (prodej, zapůjčení apod.). Jsem si vědom toho, že užít své diplomové (bakalářské) práce či poskytnout licenci k jejímu využití mohu jen se souhlasem TUL, která má právo ode mne požadovat přiměřený příspěvek na úhradu nákladů, vynaložených univerzitou na vytvoření díla (až do jejich skutečné výše). V Liberci dne Podpis 3

5 PODĚKOVÁNÍ Děkuji Ing. Vladimíru Kovačičovi za pečlivé vedení mé Bakalářské práce. Dále bych poděkovala své rodině za podporu při studiu Textilního marketingu. 4

6 ANOTACE V této bakalářské práci bude zjišťována analýza geometrických a mechanických vlastností konopných vláken, která jsou upravena speciálními technologiemi. Nejdříve byla zpracována literární rešerše na téma konopných vláken a jejich zpracování. Konopná vlákna byla upravována speciální technologii- enzymaticky. Dále byl navržen experiment pro stanovení geometrických a mechanických vlastností konopných vláken, která byla upravena speciálními technologiemi Po vyhodnocení experimentu byla provedena diskuze výsledků. K L ÍČOVÁ SLOVA: Konopí, vlákno, pěstování, délka, pevnost, pružnost, jemnost, enzymová úprava, průtah, síla, napětí ANNOTATION In this work will be identified geometrical analysis of the mechanical properties of hemp fibers, which are treated by special technologies. First of all was worked up literature research on the topic of hemp fibers and their processing. Hemp fibers were modified by special-enzymatic technology. Afterwards, the experiment was designed for the determination of geometric and mechanical properties of hemp fibers, which has been modified by special technology. After evaluating of the experiment was carried out a debate about the results. K E Y W O R D S : Hemp, fiber, cultivation, length, stronghold, elasticity, titer, enzyme treatment, elongation, force, tension 5

7 Obsah Seznam použitých symbolů... 7 Úvod... 8 Teoretická část Konopí Rozdělení podle tří hlavních druhů konopí Zajímavosti o konopí Dějiny konopí v Českých zemích Pěstování konopí Popis konopí setého (Cannabis sativa, L.) Vlastnosti konopí Délka konopných vláken Pevnost konopných vláken Pružnost konopných vláken Jemnost konopných vláken Hebkost konopných vláken Barva konopných vláken Lesk konopných vláken Čistota konopných vláken Navlhavost konopných vláken Kotonin Úpravy konopných vláken Enzymová úprava vlákenných surovin lnu a konopí Praktická část Postup práce... Vyhodnocení výsledků a závěrečná diskuze Závěr Seznam použité literatury Seznam obrázků Seznam rovnic Přílohy Konopná vlákna 6

8 Seznam použitých symbolů T n Tp Tv jemnost vláken počet vláken jemnost průměrná jemnost vláken Konopná vlákna 7

9 Úvod Tato bakalářská práce má název Konopná vlákna. Těmito konopnými vlákny se myslí samozřejmě vlákna technického konopí, které se i v minulých dobách na našem území pěstovalo. V dnešní době se znovu objevuje trend pěstování a používání technického konopí. Pěstitelé moc dobře vědí jaké přednosti má tato rostlina. Známá vlastnost je, že i přes velice vysokou navlhavost má dobrou pevnost v tahu. Téma bylo zvoleno z prostého důvodu. Technické konopí nastupuje na scénu ve všech průmyslových oblastech jako je zemědělství, stavebnictví, zdravotnictví a samozřejmě ještě stále zůstává v textilním průmyslu, kde se zejména konají pokusy s kotonizovaným konopím. Kotonizace probíhá různými způsoby. Tři druhy takto různě kotonizovaných vláken byly v bakalářské práci analyzovány. Cílem této bakalářské práce je zjistit, které z těchto tří druhů vláken má nejlepší mechanické a geometrické vlastnosti. Zjištěné výsledky budou porovnány a vyhodnoceny v závěrečné diskuzi. Bakalářská práce se skládá ze tří částí. První část je teoretická, kde je provedena literární rešerže o konopných vláknech a jejich zpracování a dále se píše o úpravách na těchto vláknech pomocí speciálních technologií. V praktické části se píše o experimentu, při kterém jsou zjištěny geometrické a mechanické vlastnosti konopných vláken, které jsou upraveny třemi speciálními technologiemi. Konopí je upraveno třemi odlišnými enzymatickými úpravami. Ve třetí části je provedeno vyhodnocení výsledků a stručné zhodnocení bakalářské práce. Konopná vlákna 8

10 Teoretická část 1. Konopí Konopí je označováno jako stonkové vlákno rostlinných, mnohobuněčných rostlin, která tvoří lýkové svazky lodyh konopí setého (Cannabis sativa) z čeledi konopovité (Cannabiaceae). Jsou to jednoleté dvojdomé nebo jednodomé cizopasné rostliny, které jsou botanicky příbuzné s chmelem. Konopí je tradiční kulturní olejná a přadná bylina, která byla původně pěstovaná v Asijských zemích. Rostliny konopí jsou velice přizpůsobivé a proto jsou rozšířeny skoro po celém světě- od tropů po nejsevernější oblasti mírného pásu (mimoevropské: Egypt, Alžír, Amerika, Austrálie, Filipíny, Japonsko, v Evropě: Rusko, Finsko, Rumunsko). V dnešní době pěstitelé dokáží vypěstovat různé odrůdy konopí setého až do výšky 4 metrů bez chemického ošetření a z jednoho hektaru dokáží poskytnout přes 10 tun hospodářsky cenných surovin. [1] 1.1. Rozdělení podle tří hlavních druhů konopí indické (Cannabis indica Lm.)- max. m vysoká rostlina, u této rostliny její všechny zelené části obsahují hašiš neboli delta-9-thc (tetrahydrocannabiol, až 0%). Hašiš je opojná pryskyřičnatá látka, která je obsažena v stopkatých žlázkách pokrývající samčí květenství.tato látka se používá jako omamný prostředek plané, rumištní (Cannabis ruderalis)- tato rostlina je jednoletý plevel ze sibiřské oblasti, dorůstá výšky do 1 m seté (Cannabis sativa L.)- tato rostlina je nejrozšířenější druh konopí, málo větvená, štíhlá rostlina s nízkým obsahem delta-9-thc (max 5%); jsou tři typy: Konopná vlákna 9

11 severní: rostlina je v průměru 0,6-0,8 m vysoká, raná a dozrává za dní. Má velmi malý výnos stonků a drobných semen. jižní (vegetativní): rostlina je 3-4 m vysoká a dozrává za dní. Má velký výnos vláken, ale malý výnos semen. Vlákna této rostliny jsou dlouhá a jemná. přechodného typu: rostlina je cm vysoká, má vlastnosti obou předchozích druhů, dozrává za dní. Rostlina má dobrý výnos vláken i semen. [] Obr. 1 Konopí seté, indické a plané nebo-li rumištní [] 1.. Zajímavosti o konopí konopí zlepšuje kvalitu půdy konopí dozrává už za 100 dní konopí má vynikající vlákno pro textilní průmysl (je velice odolné a silnější než jiná vlákna) Konopná vlákna 10

12 konopí je ekologicky obnovitelný zdroj pro výrobu papíru a stavebních materiálů konopné pazdeří je schopné nasát až pětinásobek své hmotnosti konopná semena obsahují 5% bílkovin konopný olej obsahuje vysoké množství omega- 3 a omega- 6 kyselin konopí je zdrojem paliva pro spalovací motory konopí má schopnost tlumit nebo odstraňovat bolest. Dějiny konopí v Českých zemích Konopí seté se ze Střední a Východní Asie rozšířilo do Střední Evropy pravděpodobně díky Skythům. Na německém území se našly nejstarší doklady o využívání konopných vláken. Jde o naleziště keramiky Eisenberg v Durynsku z let kolem roku 5500 př. n. l. Dále máme o něco mladší naleziště tzv. pásové keramiky v Thainingenu (Švýcarsko), Voslau (Rakousko) nebo Frumusice (Rumunsko). Konopí, protože je vysoké, v dávných dobách poskytovalo úkryt pro zvěř nebo i pro lid ( poddaným před rozzlobeným pánem, a zvěři proto, že velice ostrý pach rostlin bránil loveckým psům ji vyčenichat). Rostliny konopí se normálně pěstovaly se lnem, luštěninami, řepou a zelím na polích blízko domu. Z konopného plátna se vyráběli košile, kalhoty a další části oděvů včetně lidových krojů. Donedávna byly boty sešívány dratví, tj. konopná nebo lněná režná nit. [] Konopná vlákna 11

13 Je zajímavé, že i v dnešní době nám místní názvy připomínají konopí (Konopiště, Konopáč), dále pojmenování zvířat (konopka) nebo také v lidových písních (Andula konopí močila). V první polovině 19. století konopářství v českých zemích dosáhlo největšího rozvoje, protože na našem území fungovaly tři průmyslové přádelny. Byly na Českokrumlovsku, v Kunovicích a v Přerově. Za první republiky probíhaly snahy o obnovu konopářství podobné jako v dnešní době. Stejně jako v dnes, byl problém s investicemi na nákup sklizňové a zpracovatelské techniky. I přes všechny problémy se u nás do 50. let 0. století konopí pěstovalo. V Čechách i na Moravě jsme měli výrobní centra pro kvalitní zpracovatelské vybavení. Kvůli rozhodnutí politických orgánů se pěstování a zpracování konopí v roce 1955 přesunulo do úrodných oblastí Slovenska (Podunajské nížiny, Nitransko). Pěstování konopí bylo zakázáno až v roce 1996, ale o tři roky později bylo povoleno pěstování neomamných odrůd, tzv. technického konopí. 3. Pěstování konopí Rostlina je málo odolná, choulostivá proti zimě, která miluje teplé a suché podnebí. Rostlina konopí vyžaduje hlubokou, humusní půdu, která je kyprá a přiměřeně bohatá na vápno. Konopí je dvoudomá krytosemenná rostlina se silným dřevo-vláknitým stonkem. Rostlina má vícečetné sytě zelené zubaté listy a aromatické květy. Plodem konopné rostliny je olejnatá nažka (nebo-li oříšek, semeno) ve tvaru oka. Mezi lýkové rostliny také patří např. len, kopřiva, juta. Ale pro konopí je nejbližší a jediný příbuzný v čeledi konopovitých (Cannabaceae) chmel (Humulus). Chmel je botanicky jediným příbuzným konopí v čeledi konopovitých. [1] Konopná vlákna 1

14 Obr. Rozdíl mezi rostlinou konopí a chmelem [] Konopí se seje v době, kdy už období mrazů pominulo. V našem podnebí je to nejlépe v květnu. Rostliny se sází do řádků ve vzdálenosti od sebe 15 až 5 mm. Husté setí zabezpečuje jemné vlákno. Konopí kvete v červenci, ale i počátkem srpna. Rostlina samčí (pokosné) má latovité květenství a rostlina samičí (hlavaté neboli semenové) má drobné kvítky na krátkých osách obrostlými malými listeny. Díky pěstování technického konopí dostáváme dvě suroviny: a to stonek a semeno. Ze stonku se dále dostává vlákno (příze, provazy), koudel (papír, izolace, netkané textilie, plasty) a pazdeří (podestýlka, stavebniny, palivo). A ze semena dále vyrábí olej (potraviny, kosmetika, barvy, laky) a pokrutiny (mouka, krmivo). [] 3.1. Popis konopí setého (Cannabis sativa, L.) Konopí seté má velice rozmanitý kořenový systém. Rostlina má jeden hlavní dlouhý kůlovitý kořen s řadou postranních kořenů a vlásečnicových kořínků. Stonek konopí je dlouhý od do 6 metrů, který je tvořen úzkou dutinkou, dřevnatým jádrem, svazky lýkových vláken a ochmýřenou kůrou. Konopná vlákna 13

15 Konopné vlákno V konopném vláknu je více než 70% celulózy a proto je považováno za nejpevnější a nejdelší vlákno mezi rostlinami. Úkolem konopného vlákna je chránit výživové rourky a celou rostlinu před zlomením nebo roztrhnutím. Elementární vlákna mají uprostřed lumen (dutinku), který je důležitý pro izolační vlastnosti. Rostlina má primární a sekundární vlákna. Ze sekundárních vláken se při zpracování získává tzv. koudel. Dřevnaté jádro Objem stonku ze /3 tvoří právě dřevnaté jádro, které při zpracování dosahuje podoby jemné štěpky neboli pazdeří. Jádro se převážně skládá z hemicelulózy, ale také obsahuje řadu minerálů (křemík). Pazdeří je daleko lehčí a jemnější než dřevo, a proto se také lépe zpracovává. U všech druhů konopí rozeznáváme rostliny na samčí (pokosné) a samičí (hlavaté). Rozdíl mezi rostlinami je v typu a v době květu, ale také v růstových vlastnostech. Samčí rostliny v první růstové fázi jsou většinou vyšší než rostliny samičí. Samčí rostliny mají tenčí stonky, světlejší barvu listů. Kvetou o měsíc dřív než rostliny samičí. V květenství vytváří řídké hrozny (laty) žluto-zelených prašníků. Samičí rostliny jsou statnější, mají tmavší barvu a jsou více olistěné. Svazky stopkatých květů se zeleným okvětím, pestíkem a dvěma bliznami se vytváří v době zralosti samčích rostlin. Uvnitř květu se po opylení samčí rostlinou vytváří semeno. [] Semena konopí Semena konopí mají hnědou, šedou až černavou barvu. jejich tvar připomíná oko a jsou až půl centimetru veliká. Semeno může obsahovat až 30% výživově velice Konopná vlákna 14

16 cenného vysýchavého oleje, který má vyvážený poměr esenciálních kyselin, bílkovin, vitamínů a minerálů. [] 4. Vlastnosti konopí Ve vztahu k životnímu prostředí je pěstování konopí, oproti pěstování jiných rostlin, velice šetrné. Rostlina má velice vysoký poměr vyprodukovaného kyslíku ku produkci oxidu uhličitého vyprodukovaného při hnojení, sklizni a převozu. Tento poměr je přibližně 9:1. I při moderním způsobu zpracování nedochází ke znečištění. Veliká výhoda pro konopí je, že z něho dokážeme dostat vysokou šíři využitelných surovin a s tím spojenou i kvalitu. Silné stránky konopných surovin jsou také v kombinaci s dalšími materiály jako třeba s přírodními a minerálními vlákny nebo také škroby apod. Konopné vlákno je jedním ze základních stavebních prvků naší civilizace. Toto vlákno dokáže spojit pevnost, trvanlivost a odolnost s biologickou rozložitelností. Tyto nezaměnitelné vlastnosti už dávno objevili staří Číňané, kteří ze starých kusů konopných textilií začali vyrábět papír. Bez jakýkoliv obav můžeme konopný odpad odkládat na kompost nebo spálit, a potom dále vracet na pole ve formě hnojiva. Kdežto u syntetických vláken a textilií si to dovolit nemůžeme, protože tyto látky často ohrožují naše zdraví, jsou obtížně recyklovatelná a jejich spalování je velice nebezpečné. [] 4.1. Délka konopných vláken Délka technických vláken, která kolísá od 100 do 00 cm, výjimečně i 300cm je délkou vlákna maximální. Nejdelší možné délky dosahují jen vlákna, která jsou už pročesaná. Pro zlepšení zpracovatelnosti se vlákna trhala na kratší úseky. V současné době je problém velké délky vláken řešen tak, že stonky jsou sklízeny na dvakrát, kdy při první seči jsou sklízeny pouze vrchní části. Větší část vláken bývá kratší. Délka konopné koudele se pohybuje okolo 0 cm. [1] Konopná vlákna 15

17 Obr. 3 Sklizeň technického konopí [10] 4.. Pevnost konopných vláken Konopná vlákna jsou pevnější v tahu než je pevnost lnu, bavlny, vlny, juty nebo hedvábí. Absolutní pevnost konopných vláken se pohybuje mezi 5-80 cn, specifická pevnost GPa a tržná délka km. Pevnost za mokra je o 0% vyšší, než za sucha a vlákno je velmi odolné proti vodě (i mořské). [1] 4.3. Pružnost konopných vláken Konopné vlákna jsou asi o 5% méně pružnější než bavlna a jejich odpor v kroucení je dokonce asi o 75% nižší než u bavlny. Daleko lépe si vede konopí v poměru k pružnosti lněných vláken. [1] 4.4. Jemnost konopných vláken Jemnost jednoduchých buněčných vláken konopí je mezi 15 µm 50 µm. Samozřejmě vlákna technického konopí jsou hrubší než ostatní vlákna rostlinných surovin (len, bavlna) a tím dochází k daleko větší kolísavosti jejich tloušťky. Přesto po Konopná vlákna 16

18 patřičném zpracování se z něj vyrábí textilie pro oděvní použití. Jemnost technických vláken konopí ve velké míře závisí na dokonalém mnutí a valchování. [1] Obr. 4 Ukázky textilních výrobků [] 4.5. Hebkost konopných vláken O hebkosti vláken se moc mluvit nedá, protože vlákna konopí jsou spíše tvrdá a zdřevnatělá. Hebkost závisí na měkkosti, jemnosti a čistotě suroviny. Lze ji také definovat jako ohybové vlastnosti vlákna. Z toho vyplývá,že hebkost je funkcí tloušťky vlákna. Dobře uskladněné a delší dobu odleželé konopí může vykazovat lepší omak (hebkost). [] 4.6. Barva konopných vláken Kvalitní vlákna konopí mají spíše světlou, plavou až stříbrošedou barvu. Čím je barva vláken tmavší, tím méně je kvalitní materiál. Nedomočené konopí má barvu nazelenalou a přemočené naopak nahnědlou až šedavou. Pro textilní výrobky se vlákna bělí. [1] Konopná vlákna 17

19 4.7. Lesk konopných vláken Zdravý lesk konopných vláken zjasňuje a osvěžuje barvu. Zdravý lesk má dobře močené konopí, které je sklizené ve správný čas. Lesk přemočeného konopí je mdlý až zcela matný. [1] 4.8. Čistota konopných vláken Čistota konopí závisí na dokonalém mnutí a valchování surových vláken. Čistota je nejdůležitější podmínka pro dobrou spřadatelnost pro jemné příze, které se používají při tkaní prostěradel, utěrek a dalších tkanin. [1] 4.9. Navlhavost konopných vláken Konopná vlákna dokáží na vzduchu navlhnout až do 15%, ale pro obchod se připouští vlhkost pouze do 1%. Konopí je velmi odolné proti vlivům atmosférické vlhkosti. Proto je výhodné konopná vlákna používat na plachty, provazy a lana, které jsou vystaveny účinkům deště, vlhka, mořské vody a pod. [1] 5. Kotonin Název kotonin je odvozen z anglického slova Cotton- v překladu bavlna. Kotonin se vztahuje k jemným, jednobuněčným vláknům tzv. pravlákna, která se uvolňují při chemické cestě z technických stonkových vláken lnu a konopí. Jejich délka, vzhled i omak se hodně podobají bavlně. A proto se proces, kde se uvolňují základní buňky z technických vláken, nazývá kotonizace neboli zbavlňování. Nejlepší vlákna pro spřádání jsou vlákna kotonizovaná ze lnu a konopí. Konopný kotonin je u nás považován za nejlepší, a lněný kotonin za dobrý. Kotonin není plně hodnotnou surovinou, a musíme ho brát jako náhražku, proto ho většinou spřádáme společně s bavlnou. Konopná vlákna 18

20 Nejčastější je kotonizovaný len, který má obsah čisté celulózy (buničiny) asi 85%, a dále má asi 15% látek necelulosových. Z těchto 15% připadá asi 9% pro látky bezdusíkaté neboli pektin, lignin (dřevovina), třísloviny, barviva a vosky. Dále je tu asi 4,5% látek dusíkatých tzv. proteinů. U konopných vláken je podíl ligninu o něco vyšší než u lnu. Právě kotonizačním procesem odstraňujeme z technických vláken bezdusíkaté látky. Nejprve se rozpouštějí a odstraňují pektinové látky, které tvoří tmel, jímž jsou základní buňky v technickém vlákně k sobě připoutány. Potom se odstraňuje veškerý povrchový lignin (dřevovina), který obklopuje vlákna a tvoří podstatnou část nečistot (pazdeří). Nejčastější zbavlňování lýkových vláken se provádí chlorováním a po tomto procesu následuje loužení v alkalickém roztoku louhu sodného. 6. Úpravy konopných vláken 6.1. Enzymová úprava vlákenných surovin lnu a konopí Největším trendem v Evropě v posledních letech jsou projekty a technologie, které se zaměřují na nepotravinářské využití zemědělské půdy, obnovitelné zdroje, biotechnologie, ekologii a bezodpadovou produkci. Na druhé straně se snaží vyrábět kvalitní výrobky s vysokou přidanou hodnotou. Orientace je na funkční a ochranné textilie, technické využití textilních materiálů pro perspektivní a rostoucí sektory průmyslu jako např. výroba automobilů, stavebnictví, zdravotnictví a mnohé další. Enzymy neboli biokatalyzátory dokáží vše, na co si pomyslíme, protože žádný proces v přírodě se bez jejich aktivity neobejde. Biokatalyzátory rozkladných a výstavbových reakcích se objevují ve všech živých organismech. V minulých desetiletích jejich průmyslové využití bylo velice obtížné, protože byla omezena jejich průmyslová produkce s vysokými náklady. Kvůli těmto nákladům musela být i vysoká cena a tudíž pro zpracovatele to byla cena neakceptovatelná. V dnešní době se situace s enzymy výrazně zlepšila. Na dnešním trhu je nepřeberné množství různých enzymů, Konopná vlákna 19

21 které jsou vhodné pro různé typy aplikací v libovolném průmyslovém množství. Dobrá zpráva pro uživatele je, že i ceny jsou stále příznivější. [4] Jediná česká firma, která vyvíjí a následně také vyrábí enzymy v průmyslovém měřítku pro oblast textilu a jeho příbuzných aplikací, se nazývá Inotex. Firma Inotex už řadu let nabízí a prodává enzymy pro technologie zpracování lněných přástů před mokrým dopřádáním. Tyto enzymy se nazývají Texazym PF a Texazym DLG. V oblasti zušlechťování lněných, konopných a směsových textilií máme další fungující aplikace enzymů, které fungují na enzymové technologii bio- vyvářky s enzymem Texazym SC. Do této skupiny patří také enzym Texazym DOX. Ten dokáže odstranit zbytky peroxidu z lázně po bělení, a dále při následném barvení zajišťuje zvýšení výtěžnosti hlavně reaktivním barvivům. Pro oblast, kde se zpracovává konfekce, skvěle fungují enzymy pro seprané efekty na denimu typu stonewash Texazym AB, pro barevné efekty Texazym LOOK. A dále je tu ještě enzym pro odchlupení a odžmolkování lněné, konopné a ramiové konfekce s názvem Texazym AP. V dnešní době je velice vysoká poptávka po textiliích z bambusového vlákna. Tyto textilie mají řadu funkčních výhod jako např. antibakteriální účinnost. Pro tyto textilie byl speciálně zařazen Texazym BAM, který eliminuje vysokou nežádoucí chlupatost a současně měkčí vlákna. [9] Firma Inotex pokračuje také ve vývoji a použití enzymů pro nové technologie směřující svým charakterem a výsledkem do oblastí bezodpadových ekologických zpracování obnovitelných zdrojů. Mezi tyto nové vývojové směry patří snahy o zefektivnění, vyšší výnosy a menší rizika ztrát při prvotních procesech zpracování vlákenných surovin, tj. při rosení lnu a konopí, kde Inotex spolupracuje se společností Agritec. Testováním enzymových produktů Texazym SER aplikovaných přímo na poli postřikem již bylo dosaženo prvních úspěchů spočívajících ve znatelném zvýšení výdajnosti dlouhého vlákna u postřikovaných ploch lnu. [4] Konopná vlákna 0

22 Pro výrobu jemného vlákna s vyšší tržní hodnotou je enzymová kotonizace a další typy enzymového zjemňování, separace a elementarizace vláken konopí velice důležité. Zde jsou další možnosti aplikace enzymů pro alternativní využití lýkových vláken. Tyto produkty se nazývají Texazym BFE, Texazym SCW a Texazym DLG. Při mechanickém rozvolňování vláken a zároveň používání těchto enzymů, získáváme vlákno o takové jemnosti, čistotě, povrchu a vlastnostech, které je výborně připraveno pro předení bavlnářskou rotorovou nebo prstencovou technologií. To samé platí pro alternativní aplikace v netkaných technických a oděvních textiliích. [4] Konopná vlákna 1

23 Praktická část Pro tuto práci byl vyhotoven experiment, který zjišťoval geometrické a mechanické vlastnosti konopných vláken, které byly upraveny speciálními technologiemi, hlavně enzymaticky. V experimentu byly použity tři druhy upravených vláken. První konopné vlákno bylo upraveno enzymem Texazym SCW opt., druhé konopné vlákno bylo upraveno enzymem Texazym SCWKS a třetí konopné vlákno bylo upraveno enzymem Texazym LOOK. Postup experimentu byl pro všechny typy upraveného konopí stejný, tzn. že vše se opakovalo třikrát. 7. Postup práce Nejdříve byla měřena délka vláken všech tří vzorků upraveného konopí. Toto měření bylo prováděno ručně. K tomuto měření bylo zapotřebí kontrastní deska, glycerin, jehla a milimetrové pravítko. Na tuto černou, skleněnou kontrastní desku byl nakapán glycerin, rozetřen po desce papírovým ubrouskem nebo prstem. Z chomáče konopných vláken byla vytahována jednotlivá vlákna a vyrovnávána na kontrastní desku. U vláken bylo největší snahou, aby byla vypnuta do co nejrovnějšího tvaru, poté bylo provedeno měření délky milimetrovým pravítkem a poznamenána tato délka na papír. Pro vlákna upravena enzymem Texazym SCW opt. bylo provedeno 680 měření jejich délky. Dále pro vlákna upravena enzymem Texazym SCWKS bylo provedeno 53 měření jejich délky a pro třetí vlákna upravena enzymem Texazym LOOK bylo provedeno 510 měření jejich délky. Dále s těmito naměřenými hodnotami bylo pracováno tak, že pro každý upravený vzorek byl otevřen program Excel a všechny naměřené hodnoty byly zpracovány a rozděleny do velikostních tříd. Každá šířka třídy má svoji dolní a horní hranici (l jd l jh ). Pro vlákna upravena enzymem Texazym SCW opt. bylo vytvořeno 13 Konopná vlákna

24 velikostních tříd a interval mezi dolní a horní hranicí je 0,7 cm. Vlákna upravena enzymen Texazym SCWKS mají 1 velikostních tříd a interval mezi dolní a horní hranicí je opět 0,7 cm. A nakonec vlákna upravena enzymem Texazym LOOK mají 13 velikostních tříd a interval mezi dolní a horní hranicí je také 0,7 cm. Dále bylo pokračováno v programu Excel. Z každé šířky třídy byl vypočítán třídní znak (l j ), který je uprostřed šířky třídy. Po třídním znaku byla vytvořena absolutní četnost (n j ), tzn. kolik vláken se vešlo do požadovaného intervalu šířky třídy. Nakonec z tohoto počtu byla udělána celková suma (Σ). Dále byla počítána relativní četnost j-té třídy (f j ): f j = nj n * 10 [%] (1) Po relativní četnosti j- té třídy byl prováděn výpočet měrné relativní četnosti (p j ): pj = nj n * lj * 10 [%] () A po měrné relativní četnosti byla provedena relativní součtová četnost (P j ): j fj = j = k j = k [ ] P j = pj * lj % j (3) Konopná vlákna 3

25 Tab. 1 Naměřené a vypočítané hodnoty pro Texazym SCW opt. číslo šířka třídy třídní absolutní relativní měrná rel. rel. součtová výpočet výpočet třídy j ljd- ljh [cm] znak lj [cm] četnost nj (1) četnost fj [%] četnost pj [%] četnost Pj [%] lj* nj (lj- Ī) *nj 1,3-,9,6 7 3,97 0, , 119,07 3,0-3,6 3, ,44 1,544 96,03 346,5 05,8 3 3,7-4, ,9,59 80, ,8 4 4,4-5,0 4,7 153,5,5 55,9 719, ,1-5,7 5, ,41 1,441 3,79 59, 48,0 6 5,8-6,4 6, ,03 1,103 18,38 457, ,5-7,1 6,8 5 3,68 0,368 7, ,5 8 7,- 7,8 7,5 11 1,6 0,16 3,68 8,5 86,4 9 7,9-8,5 8, 3 0,44 0,044,06 4,6 36, ,6-9, 8,9 4 0,59 0,059 1,6 35,6 70, ,3-9,9 9,6 1 0,15 0,015 1,03 9,6 4, ,0-10,6 10,3 4 0,59 0,059 0,88 41, 15, ,7-11,3 11 0,9 0,09 0,9 79,38 Σ ,8 Histogram četností relativní četnost fj [%] ,6 3,3 4 4,7 5,4 6,1 6,8 7,5 8, 8,9 9,6 10,3 11 třída lj [cm] Obr. 5 Histogram- grafické znázornění souboru měření délky vláken SCW opt. Konopná vlákna 4

26 Staplový diagram 1 10 lj [cm] Pj [%] Obr. 6 Staplový diagram vláken SCW opt. Potom následovaly výpočty rozptylu (s ) pro vlákno upravené SCW opt., které vyšlo 1,674 cm, směrodatná odchylka (s), která vyšla 1,9 cm. Variační koeficient (v), který vyšel 7,45% a naposled 95% interval spolehlivosti střední hodnoty délky vláken (IS), který vyšel v intervalu <4,603 4,797>. Podrobné výpočty jsou v přílohách. s = 1 n 1 k ( l j l) * n j [ cm ] j = 1 (4) s = s [ cm] (5) v = s l * 10 [%] (6) IS = l ± 1,96 * s n (7) Konopná vlákna 5

27 Tab. Naměřené a vypočítané hodnoty pro Texazym SCWKS číslo šířka třídní absolutní relativní měrná rel. rel. součtová výpočet výpočet třídy j třídy ljd- lj [cm] znak lj [cm] četnost nj (1) četnost fj [%] četnost pj [%] četnost Pj [%] lj* nj (lj- Ī) *nj 1,3-,9,6 1,9 0, , 84,36 3,0-3,6 3,3 45 8,60 0,86 97,71 148,5 171,36 3 3,7-4, ,93 1,893 89, ,03 4 4,4-5,0 4,7 10,94,94 70, ,49 5 5,1-5,7 5, ,5 1,65 47, ,88 6 5,8-6,4 6, ,13 1,013 30,98 33,3 38,17 7 6,5-7,1 6,8 48 9,18 0,918 0,84 36,4 115,11 8 7,- 7,8 7,5 6 4,97 0,497 11, ,46 9 7,9-8,5 8, 0 3,8 0,38 6, , ,6-9, 8,9 9 1,7 0,17,87 80,1 119, ,3-9,9 9,6 4 0,76 0,076 1,15 38,4 75, ,0-10,6 10,3 0,38 0,038 0,38 0,6 50,98 Σ ,5 1154, Histogram četností relativní četnost fj [%] ,6 3,3 4 4,7 5,4 6,1 6,8 7,5 8, 8,9 9,6 10,3 třída lj [cm] Obr. 7 Histogram- grafické znázornění souboru měření délky vláken SCWKS Konopná vlákna 6

28 Staplový diagram 1 10 lj [cm] Pj [% ] Obr. 8 Staplový diagram vláken SCWKS Pro konopná vlákna upravena enzymem Texazym SCWKS byl spočítán rozptyl (s ), který vyšel,11 cm, potom směrodatná odchylka (s), která vyšla 1,49 cm. Variační koeficient (v) vyšel 8,37% a 95% interval spolehlivosti střední hodnoty délky vláken je v intervalu <5,134 5,3794>. Konopná vlákna 7

29 Tab. 3 Naměřené a vypočítané hodnoty pro Texazym LOOK číslo třídy j šířka třídy ljd- ljh [cm] třídní znak lj [cm] absolutní četnost nj (1) relativní četnost fj [%] měrná rel. četnost pj [%] rel. součtová četnost Pj [%] výpočet lj* nj výpočet (lj- Ī) *nj 1,7-3, ,78 1, ,89 3,4-4,0 3,7 7 14,1 1,41 89, 66,4 5,37 3 4,1-4,7 4,4 8 16,08 1,608 75,1 360,8 11,67 4 4,8-5,4 5, ,98 1,098 59,0 85,6 1,49 5 5,5-6,1 5, ,71 1,471 48, ,89 6 6,- 6,8 6,5 41 8,04 0,804 33,33 66,5 35,9 7 6,9-7,5 7, 63 1,35 1,35 5,9 453,6 166,93 8 7,6-8, 7,9 0 3,9 0,39 1, ,37 9 8,3-8,9 8,6 16 3,14 0,314 9,0 137,6 146, ,0-9,6 9,3 8 1,57 0,157 5,88 74,4 111, ,7-10, ,59 0,059 4, ,8 1 10,4-11,0 10,7 11,16 0,16 3,73 117,7 89, ,1-11,7 11,4 8 1,57 0,157 1,57 91, 71,71 Σ ,8 1933,5 Histogram četností relativní četnost [%] ,0 3,7 4,4 5,1 5,8 6,5 7, 7,9 8,6 9,3 10,0 10,7 11,4 třída lj [cm] Obr. 9 Histogram- grafické znázornění souboru měření délky vláken LOOK Konopná vlákna 8

30 Staplový diagram 1 10 lj [cm] Pj [%] Obr. 10 Staplový diagram vláken LOOK A do třetice byly spočítány hodnoty pro vlákna upravena enzymem Texazym LOOK, kde rozptyl (s ) je 3,799 cm, směrodatná odchylka (s) je 1,95 cm. Variační koeficient (v) je 34,99% a 95% interval spolehlivosti střední hodnoty délky vláken je <5,403 5,741>. Další část experimentu spočívala v tom, že měření bylo přesunuto k přístrojům Vibroskop 400 a potom Vibrodym 400. Tyto přístroje jsou od firmy Lenzing. Obr. 11 Přístroje firmy Lenzing Konopná vlákna 9